DE1751364C

DE1751364C - Radiant superheater for a steam generator

Info

Publication number: DE1751364C
Authority: DE
Inventors: Arthur John 'Derby South (Großbritannien)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Publication date: 1971-11-25

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlung«- horizontal geführten, (Jampfdurchstriimten Rohren überhitzer für einen Dampferzeuger mit die Brenn- besteht, die an einem Ende an einen Eintrittssammkammer verkleidenden,alsVercjaropferheizflftebedie- lerS angeschlossen sind und sich quer durch die nenden RohrwUnden, welcher mindestens eine nahe Brennkammer bis nahe zu deren vorderer Rohrdem Austritt des Rauchgases aus der Brennkammer 5 wand 1 erstrecken. Der größte Teil der Rohre der angeordnete tafelartige Schottwand aufweist, die par- Schottwand 4 setzt sich dort in eine vertikale Rohrallel zum Rauchgasstrom sich quer durch die Brenn- wand 6 fort, die einen zweiten Teil der Überhitzerkammer erstreckt und deren von der einen Rohrwand heizfläche in der Nähe der Rohrwand 1 bildet und der Brennkammer ausgehenden Rohre mindestens zu dieser parallel verläuft. Der Übergang von der teilweise horizontal bis nahe an die gegenüberliegende io Schottwand 4 in die Rohrwand 6 geschieht dadurch, Rohrwand der Brennkammer geführt sind, wobei dje daß die horizontal geführten Rohre abwechselnd nach Rohre zwischen Eintritts=· und Austrittssammlern par- beiden Seiten aus der Tafelebene horizontal herausallel geschaltet sind. geführt und anschließend vertikal nach oben weiter-The invention relates to a radiation «- horizontally guided, (Jampfdurchtriimten pipes Superheater for a steam generator with the combustion system, which at one end is connected to an inlet plenum disguising, asVercjaropferheizflftbefiederS are connected and across the nenden pipe walls, which has at least one combustion chamber close to its front pipe Exit of the flue gas from the combustion chamber 5 wall 1 extend. Most of the tubes of the arranged panel-like bulkhead, the parallel bulkhead 4 is set there in a vertical tube parallel to the flue gas flow transversely through the combustion wall 6, which forms a second part of the superheater chamber extends and forms one of the pipe wall heating surface in the vicinity of the pipe wall 1 and the outgoing pipes of the combustion chamber at least run parallel to this. The transition from the partially horizontal to close to the opposite bulkhead 4 in the pipe wall 6 is done by Pipe wall of the combustion chamber are guided, whereby dje that the horizontally guided tubes alternately after Pipes between inlet and outlet collectors are parallel to both sides and parallel to the plane of the panel are switched. and then continue vertically upwards.

Diese bekannte Anordnung von tafelartigen geführt sind (F i g. 2). Zur Aufhängung der Schott-Schottwänden im oberen Teil der Brennkammer hat 15 wand 4 und zum Halten der horizontal geführtenThis known arrangement of panel-like are guided (Fig. 2). For suspending the bulkhead bulkheads in the upper part of the combustion chamber has 15 wall 4 and to hold the horizontally guided

den Vorteil, daß die strahlungsbeheizte Heizfläche Rohre dieser Wand in einer Ebene sind zwei Paarthe advantage that the radiant heating surface tubes of this wall in one plane are two pairs

vergrößert wird. Dies wiederum verbessert die Tragrohre 7 und 8 vorgesehen. Die Rohre jedes Paa-is enlarged. This in turn improves the support tubes 7 and 8 provided. The pipes of each pair

Wärmeaufnahme-Chafakteristik in Funktion der Last res erstrecken sich abwärts von der Brennkammer-Heat absorption characteristics as a function of the load res extend downward from the combustion chamber

des Dampferzeugers decke, und zwar ein Rohr auf jeder Seite der Schott -of the steam generator, one pipe on each side of the bulkhead -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese 20 wand 4. Die Tragrohre 7 sind an den beiden unterCharakteristik auf einfache Weise noch weiter zu ver- sten horizontalen Rohren der Schottwand 4 anbessern, geschlossen, während die Tragrohre 8 an den beidenThe invention is based on the object of this 20 wall 4. The support tubes 7 are on the two below characteristic improve the horizontal pipes of the bulkhead 4 in a simple manner, closed, while the support tubes 8 on the two

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die nächstuntersten Rohren der Schottwand 4 anRohre der Schottwand nahe der gegenüberliegenden geschlossen sind. Diese besondere Formgebung unter-Rohrwand der Brennkammer nach beiden Seiten aus as stützt das Halten der übrigen horizontal geführten der Schottwandebene horizontal abgebogen und an- Rohre in einer Ebene, während die Aufhängung der schließend vertikal nach oben zur Bildung einer vor -ganzen Schottwand 4 an der Brennkammerdecke oder der Brennkammer-Rohrwand parallel zu dieser ver- dem Stahigerüst erfolgt, das normalerweise über der laufenden weiteren Rohrwand geführt sind. Decke vorhanden ist.The invention is characterized in that the next lowest pipes of the bulkhead wall 4 are connected to pipes the bulkhead close to the opposite one are closed. This special shape under the pipe wall the combustion chamber on both sides from as supports the holding of the remaining horizontally guided the bulkhead plane bent horizontally and attached to the pipes in one plane, while the suspension of the closing vertically upwards to form a front-whole bulkhead 4 on the combustion chamber ceiling or the combustion chamber tube wall is parallel to this on the steel framework, which is normally above the running further pipe wall are performed. Ceiling is present.

Diese Ausbildung nat den Vorteil, daß die strah- 30 Die Tragrohre 7, 8 erstrecken sich somit horizonlungsbeheizte ÜberhitzerheizfJäche h der Brennkam- tal und vertikal und münden in einen gemeinsamen mer vergrößert wird, ohne daß der gegenseitige Ab- Austrittssammler 9, an dem die Rohre der Rohrstand der Schottwandheizflächen vern ndert wird. Es wand 6 ebenfalls angeschlossen sind. Diese Rohre läßt sich somit auf einfache Weise das Verhältnis können die Decke in der Nähe der Rohrwand 1 der Strahlungswärmeaufnahme des Verdampfers zu 35 durchdringen (wie mit der gestrichelten Linie 10 ander des Überhitzers beeinflussen. Dabei ergibt sich als gedeutet) oder eine zusätzliche Überhitzerheizfläche weiterer Vorteil, daß durch die vertikalen Rohrwände unter der Brennkammerdecke bilden (wie mit der der obere Teil der die Brennkammer verkleidenden ausgezogenen Linie 11 angedeutet;. Wenn die Aus-Verdampferrohre gegen Strahlungswärme geschützt führungsform mit der gestrichelten Linie 10 verwirkwird. Der obere Teil der Verdampferrohre ist näm- 40 licht wird, kann ein Austrittssammler 12 angeordnet Hch etwas gefährdet, weil in diesem Teil der größte sein, und die Tragrohrc 7, 8 sind dann außerhalb der Teil des Wassers bereits verdampft ist. Diese Schutz- Brennkammer an dem Austrittssammler 12 anwirkung durch die vertikalen Rohrwände ist beson- geschlossen.This training course has the advantage that the radiant 30 The support tubes 7, 8 thus extend horizontally heated Superheater heating surface h the combustion chimney and vertical and flow into a common mer is enlarged without the mutual exit collector 9, on which the pipes of the pipe stand the bulkhead heating surfaces is changed. There wall 6 are also connected. These pipes can thus in a simple manner the ratio can the ceiling near the pipe wall 1 the radiant heat absorption of the evaporator to 35 penetrate (as with the dashed line 10 other of the superheater. This results as interpreted) or an additional superheater heating surface Another advantage that forms under the combustion chamber ceiling due to the vertical pipe walls (as with the the upper part of the solid line 11 lining the combustion chamber indicated ;. When the off evaporator tubes Protected against radiant heat guide form with the dashed line 10 is realized. The upper part of the evaporator tubes is namely 40 light, an outlet header 12 can be arranged Hch a bit endangered because in this part of the largest, and the Tragrohrc 7, 8 are then outside the Part of the water has already evaporated. This protective combustion chamber acts on the outlet header 12 due to the vertical pipe walls it is particularly closed.

ders bei miteinander verschweißten Verdampferroh- Somit ist der Vorteil gegeben, daß die beiden Überren bedeutungsvoll. 45 hitzerheizflächen gemäß der Ausführungsform nachThis is the case when the evaporator tubes are welded together. This has the advantage that the two overruns meaningful. 45 heating surfaces according to the embodiment according to

Einige beispielhafte Ausführungsformen der Er- F i g. 1 und 2 direkt miteinander verbunden sind undSome exemplary embodiments of the invention. 1 and 2 are directly connected to each other and

findung werden an Hand der Zeichnung in der fol- gemeinsame Samm'er 5 und 9 oder 12 besitzen. DieFindings will have common collectors 5 and 9 or 12 on the basis of the drawing in the following. the

genden Beschreibung erläutert. Es zeigt jeweils in Tragrohrc 7, 8 sind voll entwässerbar. Außerdemexplained in the following description. It shows in Tragrohrc 7, 8 are fully drainable. Besides that

schematischcr Weise fördert das Fehlen von Zwischensammlern dieSchematically, the lack of intermediate collectors promotes the

F i g. 1 den oberen Teil der Brennkammer eines 50 Dampfverteilung, da ein größerer Druckabfall zwl·F i g. 1 the upper part of the combustion chamber of a 50 steam distribution, since a larger pressure drop between

Dampferzeugers, sehen den Sammlern 5 und 9 oder 12 vorhanden ist.Steam generator, see collectors 5 and 9 or 12 is present.

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie It-II Die Kosten verringern sich durch das Fehlen von2 shows a section along the line It-II. The costs are reduced by the absence of

in F i g. 1, Zwischensammlern mit den zugehörigen Rohrleitun-in Fig. 1, intermediate collectors with the associated pipeline

F i g. 'S und 5 der F i g. I entsprechende Darstel- gen. Außerdem wird der obere Teil der Rohrwand 1F i g. 'S and 5 of FIG. I corresponding representations. In addition, the upper part of the pipe wall 1

lungen einer zwc<tcn bzw. dritten AusfUhrungsform 55 durch die Rohrwand 6 gegen Wärmestrahlung ge-Lungs of a second or third embodiment 55 through the pipe wall 6 against heat radiation.

und schützt, während die durch Strahlung beheizte über-and protects, while the over-

Fig.4 und 6 je einen Schnitt entsprechend den hitzerheizfläche durch die Rohrwand6 vergrößert 4 and 6 each have a section corresponding to the hitzerheizfläche through the pipe wall6 enlarged

Linien I V-t V und Vf-VI In F i g. 3 bzw. 5. Lines I Vt V and Vf-VI in F i g. 3 or 5. wird.will.

Gemäß F i g. 1 ist die Brennkammer eines Dampf- Die Rohre der Schottwand 4 können, bevor sie inAccording to FIG. 1 is the combustion chamber of a steam- The pipes of the bulkhead 4 can be opened before being in

erzeugen durch Rohrwttnde 1 und 2 gebildet, die von βο die vertikale Rohrwand 6 übergehen, zwei- oderproduce formed by pipe walls 1 and 2, which pass from βο the vertical pipe wall 6, two or

Wasser durchströmt und dementsprechend Ver- mehrmal hin- und hergeführt sein, um einen bestlmm-Water flows through it and must accordingly be guided back and forth several times in order to

dampferheizflachen sind. Verbrennungsprodukte von ten Dampfstrom in jedem Rohr zu erhalten. Auchsteam heating surfaces are. Obtain combustion products from th steam flow in each tube. Also

nicht gezeichneten Brennern strömen aufwärts durch können mehrere Schottwände angeordnet sein, wieBurners not shown flow upwards through several bulkheads, such as

die Brennkammer, die sie über den mit 3 bezeichne· dies in Fig. 3 und 4 gezeigt 1st. Die Schottwindethe combustion chamber, which it denotes by 3, is shown in FIGS. 3 and 4. The bulkhead winch

ten Oaskanal verlassen. Ein enter Teil einer tafel· f« 13, 14 und IS erstrecken sieh hier quer durch dieleave the oas canal. An enter part of a board · f «13, 14 and IS extend here across the

artigen StrahlungsSberhJtzerheizfllche ist in Form Brennkammer von Blntrittssammlem 5 aus, vonlike radiant heater heating surface is in the form of a combustion chamber from entrance collector 5 from

einer Schottwand 4 vorgesehen, die in der Nähe de» denen nur einer gezeigt ist, und Jede Schottwand hata bulkhead 4 is provided, in the vicinity of which only one is shown, and each bulkhead has

G«skanais3 angeordnet 1st und aus in der Tafelebene Umkehrbogen Mund 17. Die Rohre der SehottwändeG «skanais3 arranged 1st and from in the plane of the reverse curve mouth 17. The tubes of the Sehottwalls

sind gehalten durch Paare von Tragrohren, von denen nur die Rohre 18 und 19 gezeigt sind, die die Schottwand 13 tragen, Die Tragrohre XR, 19 können in ahnlicher Weise, wie dies für das Ausführungsbeispiel gemäß F ί g. 1 und 2 beschrieben ist, an die S Eintritts- und AustriUssammler 5 bzw, U angeschlossen sein, und der größte Teil der Rohre der Schottwände geht in vertikale Rohrwände 20 über, die sich in der Nähe der Rohrwand 1 erstrecken. Die Rohrwände 20 durchdringen die Decke der Brennkammer und sind mit dem gemeinsamen Austrittssammler 21 verbunden. are held by pairs of support tubes, of which only the tubes 18 and 19 are shown, which support the bulkhead 13, the support tubes XR, 19 can in a similar manner to that for the embodiment according to FIG. 1 and 2 is described, to which S inlet and outlet collectors 5 and U , respectively, be connected, and most of the tubes of the bulkheads merge into vertical tube walls 20 which extend in the vicinity of the tube wall 1. The tube walls 20 penetrate the ceiling of the combustion chamber and are connected to the common outlet header 21.

F i g. 3 zeigt eine weitere Abwandlung, bei der die Tragrohre und die Rohre der Schottwände je einen besonderen Kreislauf bilden, bei dem die Tragrohre 18, 19 mit einem Ende an einem unabhängigen Sammler 5 a angeschlossen sind, wogegen der Anschluß des anderen Endes an einem zweiten unabhängigen Sammler nicht gezeigt istF i g. 3 shows a further modification in which the supporting tubes and the tubes of the bulkheads each have one Form a special circuit in which the support tubes 18, 19 with one end at an independent Collectors 5 a are connected, whereas the connection the other end on a second independent collector is not shown

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Rohre in der ao Nähe der Rohrwand 1 nicht den Rohrwänden ί und 20 in F i g. 1 und 2 bzw. F i g. 3 iind 4 entsprechende Heizflächen bilden, sondern eine Heizflächenvergrößerung durch Aufwärts- und Abwärtsführen dieser Rohre angestrebt wird. Fig. 5 und 6 zeigen den Weg, um eine vergrößerte Heizfläche zu erhalten, indem die Rohre — wie hei 23 angedeutet — in der vertikalen Rohrwand 22 gebogen werden. Außerdem werden die Rohre durch die Decke herausgeführt und dann durch die Decke zurückgeführt und innerhalb der Brennkammer zu einer Heizfläche 24 gebogen, wobei die Biegungen sich zwischen den Paaren von Tiagrohren 25, 26 befinden. Vorzugsweise betragt die Breite der zusätzlichen Heizfläche 24 ein Drittel oder die Hälfte der Breite der Schottwand 27. Die Heizfläche 24 erstreckt sich in der gleichen Ebene wie die Tragrohre 25, 26. F i g. 5 zeigt auch das Hin- und Herführen d_*r horizontalen Rohre innerhalb der Schottwand 27 mit den Umkehrbogen 28 und 29.It can be advantageous if the pipes in the vicinity of the pipe wall 1 do not correspond to the pipe walls ί and 20 in FIG. 1 and 2 or FIG. 3 iind 4 form corresponding heating surfaces, but an enlargement of the heating surface by leading these tubes up and down. Fig. 5 and 6 show the way in order to obtain an enlarged heating surface by placing the tubes - as indicated in the vertical Pipe wall 22 are bent. In addition, the pipes are led out through the ceiling and then fed back through the ceiling and bent to a heating surface 24 inside the combustion chamber, the bends being between the pairs of tiage tubes 25,26. Preferably amounts to the width of the additional heating surface 24 one third or half the width of the bulkhead 27. The The heating surface 24 extends in the same plane as the support tubes 25, 26. FIG. 5 also shows the outward and bringing the horizontal pipes inside the Bulkhead 27 with return bends 28 and 29.

Es ist nicht notwendig, die Rohre der Rohrwand 22 durch die Decke heraus- und dann zurückführen. Als eine weitere Möglichkeit können die Rohre der Rohrwand 22 zunächst entlang der Decke und dann in die Heizfläche 24 geführt sein.It is not necessary to lead the tubes of the tube wall 22 out through the ceiling and then back. As a further option, the tubes of the tube wall 22 can be first along the ceiling and then be guided into the heating surface 24.

N^h einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung gehen dis horizontal geführten Rohre der tafelartigcn Überhitzerheizfläche aus vertikal geführten Rohren hervor, die ebenfalls eine Strahlungswärme aufnehmende Rohrwand bilden, die nahe und parallel zu der ihr benachbarten Brennkammerwand verläuft. Die vertikal geführten Rohre dieser Ausführungsform würden also in F i g. 1 den Sammler 5 ersetzen und die aus ihnen gebildete Rohrwand würde nahe der Brennkammerrohrwand 2 sich nach oben erstrecken. In ihrem Aufbau entspricht diese Rohrwand also der Rohrwand 6, zu der sie zusätzlich vorhanden ist. Diese Ausführungsform eigenet sich gut für Turm¹', Jsel, die keinen seitlichen Oaskanal 3 aufweisen. In an embodiment of the invention, not shown, the horizontally guided tubes of the tabular superheater heating surface emerge from vertically guided tubes which also form a tube wall which absorbs radiant heat and which runs close to and parallel to the combustion chamber wall adjacent to it. The vertically guided tubes of this embodiment would thus g in F i. 1 replace the collector 5 and the tube wall formed from them would extend upwards near the combustion chamber tube wall 2. In terms of its structure, this pipe wall thus corresponds to the pipe wall 6, to which it is also present. This embodiment is well suited for tower ¹ ', Jsel which do not have a lateral oas canal 3.

Claims

Patent claims:

1. Radiant superheater for a steam generator with the combustion chamber lining, as an evaporator heating surface serving pipe walls, of which at least one is arranged near the exit of the flue gas from the combustion chamber has panel-like bulkhead, which runs parallel to the flue gas flow across the combustion chamber extends and the tubes extending from one tube wall of the combustion chamber at least partially horizontally to close to the opposite tube wall of the combustion chamber with the pipes connected in parallel between the inlet and outlet headers, characterized in that the tubes the bulkhead (4, 13, 14, 15, 27) near the opposite tube wall (1) of the combustion chamber bent horizontally on both sides out of the bulkhead plane 1; J then vertically upwards to form a front of the combustion chamber pipe wall (1) parallel to this extending further pipe wall (6, 20, 22) are performed.

2. Radiation superheater according to claim 1, characterized in that the tubes of the Partition wall (13, 17) guided back and forth several times in its plane io in a manner known per se before they continue in the vertical pipe wall (20,22) (Fig. 3, 5).

3. Radiation superheater according to claim 1, characterized in that the vertical pipe wall (22) forming tubes are guided up and down several times in the plane of the wall (FIG. 6).

4. Radiation superheater according to claim 1, characterized in that the vertical The pipes forming the pipe wall (ό) continue into a part (11) that clad the combustion chamber ceiling (Fig. 1).

5. Radiation superheater according to claim I, characterized in that the lowermost tubes of the bulkhead (4; 13; 27) merge into taper tubes (7; 8; 18, 19; 25, 26) which are distributed over the horizontal length and which pass between the inlet and outlet headers (5, 9) are connected (Fig. 1). _t

6. Radiation superheater according to claim 5, characterized in that the support tubes (18, 19) are connected to one of the inlet header (5) for the tubes of the bulkhead (13) independent inlet header (5a ) (Fig. 3).

7. Radiation superheater according to spoke 1, characterized in that the pipes of the Sch ^ ttwand (4) extending from one pipe wall (2) of the combustion chamber there form a further heating surface arranged close to and parallel to the pipe wall (2) before they enter the Bulkhead (4) go over.

Here 1 sheet: Drawings